【正文】 T101精餾段負(fù)荷性能匯總，248121418過量霧沫夾帶線，淹塔線，536過量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Vh，m3/hNMLh，m3/h 圖53 T101精餾段負(fù)荷性能圖 M點(diǎn)為操作點(diǎn)，操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=，=。 操作彈性：K=VM/VN =操作彈性均在3～4范圍內(nèi)，符合要求，計(jì)算合理。 (2)提餾段： ① 過量霧沫夾帶線 令F=82% = m3/h ②淹塔線 同精餾塔一樣，得到： a=107，b=，c=，d=103 Vh=(－Lh2－103Lh2/3/107) ③過量漏液線（氣相負(fù)荷下限線） m3/h ④降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線）取停留時(shí)間t=4s Lh=3600AdHT/t =3600502104 ⑤液相負(fù)荷下限線 Lh= == m3/h 取Lh數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)的Vh，作出負(fù)荷性能圖如下表510：表510 T101提餾段負(fù)荷性能匯總，81216過量霧沫夾帶線，淹塔線，過量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Lh，m3/h NMVh，m3/h圖54 T101提餾段負(fù)荷性能圖 M點(diǎn)為操作點(diǎn)，操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=482m3/h =，操作彈性：K= 提餾段的操作彈性不在在3～4范圍內(nèi),誤差分析見小結(jié)部分。5. 2 T201的設(shè)計(jì)與選型 選用板式塔 塔徑的計(jì)算 精餾段表511 T201精餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)表組分T=45℃ P=　正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子質(zhì)量 M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)100續(xù)表511組分T=45℃ P=正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)液相密度kg/m3/106104104104106103 ①液相密度的計(jì)算： ②氣相密度的計(jì)算： T201操作壓力P＜3atm，所以 = ③計(jì)算塔徑： 由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K= 分別取板間距為：450，500，600mm 液相摩爾流率：Lm=RD== kmol/h 氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h 液相體積流率：Lh=LmM/L = 氣相體積流率：Vh=VmM/g= 取=450mm： 取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1= 則空塔氣速：u== 塔徑： 同理可做表512：表512 T201精餾段塔徑數(shù)據(jù)HTumaxuD圓整D2HT450150016001 根據(jù)塔體積最小原則選取HT=450mm，D= 提餾段 查得各組分相應(yīng)密度數(shù)據(jù)如表513： 表513 T201提餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)組分Pw= Tw=89℃異己烷正己烷合計(jì)氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子質(zhì)量， M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)100液相密度，kg/m3/106103103 ①液相密度的計(jì)算： ②氣相密度的計(jì)算： =()/( )= kg/m3 ③計(jì)算塔徑： 由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K= 分別取板間距為：450mm，500mm，600mm 液相摩爾流率：=V+qF= 氣相摩爾流率：== 液相體積流率：=ML/L = 氣相體積流率：=Mg/g= m3/h 取HT=450mm： 取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax 則空塔氣速：u== 塔徑： 同理可作表514： 表514 T201提餾段塔徑數(shù)據(jù)HTumaxuD圓整D2HT45050016001 根據(jù)塔體積最小原則選取HT=500mm，D=。 塔高的計(jì)算 有效段高度 塔釜高度HB 取塔釜停留時(shí)間為10分鐘： HB=4/πD2=410/60= 進(jìn)料段高度HF=，塔頂高度HD=，裙座4m 塔高：H=HD+HF+HB++4= 塔板的設(shè)計(jì)與布置 溢流裝置 (1)板上溢流形式的確定 由選擇單溢流 Lh 45m3/h，符合要求。 Lh39。 45m3/h，符合要求。 (2)溢流裝置 ①堰長(zhǎng)：=1000=700mm根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》附十圖得到=714mm。 ②堰高：hw=50mm ③溢流堰的型式采用平口堰 由公式how=驗(yàn)證 精餾段：how =6mm。 提餾段：how =6mm。 所以選平口堰合適。 由此可初步計(jì)算塔板清液層高度： 精餾段：hl=hw+how=50+= 提餾段：hl=hw+how=50+= 因＜140mm,故只開一個(gè)的淚孔，開孔在受液盤的中心線上。 (3)受液盤 為保證側(cè)線采出的連續(xù)均勻，造成良好的正液封，并對(duì)改變液體流具有緩沖作用，利于氣泡分離，全塔采用凹型受液盤，且不設(shè)進(jìn)口堰，盤深50mm。 (4)降液管 ①底隙高h(yuǎn)b 因?yàn)椴捎冒夹问芤罕P，所以降液管底隙高h(yuǎn)b等于盤深，即。 ②降液管的面積及寬度查《化工原理課程設(shè)計(jì)》附十圖得到表515：表515 T201降液管標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)直徑，mm堰長(zhǎng)，mm寬度，mm板間距，mm降液管面積，cm2Ad/AT，%1000714150450770 塔板布置 塔徑=800mm，采用分塊式塔板。 (1)浮閥的閥型 選用F1型重閥，閥孔徑為φ39mm，閥徑為48mm，質(zhì)量約33g。 (2)浮閥的排列：采用叉排式，等邊三角形排列 邊長(zhǎng)取75mm，高隨開孔率變更。 (3)塔板開孔率 由適宜閥孔氣速求開孔率 ①精餾段 空塔氣速：UT=4Vs/πD2= m/s 開孔率： % 由《化工原理課程設(shè)計(jì)》第142頁(yè)附十圖查標(biāo)準(zhǔn)系列，%，浮閥個(gè)數(shù)為76。 ②提鎦段： m/s 空塔氣速： m/s 開孔率：=% 由《化工原理課程設(shè)計(jì)》第142頁(yè)附十圖查標(biāo)準(zhǔn)系列，%，浮閥個(gè)數(shù)為76。 (4) 塔板布置 ① 區(qū)域劃分：對(duì)于分塊式塔板：～110mm，～90mm：溢流堰到離它最近的一排浮閥中心線的距離。：塔壁到離它最近的閥孔中心線的距離：浮閥數(shù)的確定：精餾段：=，提鎦段：=根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》N0=76受液區(qū)WC分布區(qū)邊緣區(qū)WFWd鼓泡區(qū)降液區(qū)破沫區(qū)圖55 塔板區(qū)域劃分示意圖弓形板矩形通道弓形矩形圖56 塔板分塊示意圖 ③閥孔排列： 取Wc=105mm，Wf=100mm 代入上面(51)至（54）式中， 得到，x=250mm，r=400mm，Aa=，t= 接近65mm，故取Wc=105mm，Wf=100mm。 塔板的水力學(xué)校核 塔板壓降由前計(jì)算知，閥孔氣速。單板壓降計(jì)算公式：hp=++（以液柱高度表示）式中，：干板壓降，：液層壓降，：克服液體表面張力壓降 (1)精餾段 ①干板壓降 浮閥全開前= 浮閥全開后=52= =（液柱） ②液層壓降 =β（+） 充氣系數(shù),一般可取β=～,所以取β=. ：出口堰高 m ：堰上液頭高，對(duì)平口堰可用。 ：液相體積流率。 ：出口堰長(zhǎng)，m。 E：液流收縮系數(shù)，此處取E=。 how=（液柱） =50mm= 所以，=β（+）=（+）=(液柱) 克服液體表面張力的壓降h很小，可以忽略。 綜上，單板壓降為：=+= m(液柱) 檢驗(yàn)：1000/13600=＜6mmHg 所以，T201精餾段設(shè)計(jì)基本合理。 (2)提餾段： ①干板壓降：同精餾段 浮閥全開前： hc1= 浮閥全開后： hc2= 所以， ②液層壓力降： = ==（+）=(+)=(液柱) ③忽略不計(jì)。 所以，+=（液柱） 檢驗(yàn)：=1000/13600=＜6mmHg 所以，T201提餾段設(shè)計(jì)基本合理。 霧沫夾帶量： 根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》第（246a）(246b)核算泛點(diǎn)率，取一下兩者大者： 式中，=1－2= 7854－2770=6314cm2= (1)精餾段： m2/s 由，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》圖217得到=，查表24得到，代入上述兩個(gè)公式中得到：=%,=%。 所以，=max()=%。 因?yàn)镈g=1000mm＞900mm 所以，=%＜65%～70%。合適。 (2) 提餾段： 同理可得==%，=% 所以，=%＜65%～70%，合適。 降液管內(nèi)的液面高度 可由公式計(jì)算求得，其中：踏板上溢流堰出口處的液面高度，m。：塔板壓降，m液柱。：塔板上液面落差，m。對(duì)于浮閥塔可忽略不計(jì)。：液體流過降液管時(shí)的阻力損失，m液柱。 (1)精餾段： = 則=+++=。 取相對(duì)泡沫密度ψ= =(+)= 可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。 (2)提餾段： = =+++=。 取相對(duì)泡沫密度ψ= =(+)= 可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。 漏液 精餾段：F0=U0= 提餾段： 可見精餾段、提餾段的閥孔動(dòng)能參數(shù)介于8~17之間，說(shuō)明漏液在正常操作范圍內(nèi)。 (1)精餾段： ， 76= =． 所以= 所以Foa=()= 所以＞，合適。 (2)提餾段： = 所以＞，合適。 可見，漏液在正常操作范圍內(nèi)。 .5 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間t： 精餾段：=7701043600/=＞5s 提餾段：=＞5s 塔板的負(fù)荷性能圖： (1)精餾段：①過量霧沫夾帶線令= m3/h ②淹塔線：=108=+(―1―)= =105 =103 =(－105Lh2－103 Lh2/3/107)③過量漏液線（氣相負(fù)荷下限線）： m3/h④降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線）：取停留時(shí)間t=4s Lh=3600AdHT/t =3600770104⑤液相負(fù)荷下限線 Lh= =37= m3/h 取數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)的，作出負(fù)荷性能圖如下表516：表516 T201精餾段負(fù)荷性能匯總，203035過量霧沫夾帶線，淹塔線，過量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Vh，m3/hMNLh，m3/h 圖57 T201精餾段負(fù)荷性能圖M點(diǎn)為操作點(diǎn)，操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=，=，操作彈性：K=VM/VN =，操作彈性均在 3～4范圍內(nèi)，符合要求，計(jì)算合理。 (2)提餾段： ① 過量霧沫夾帶線 令F=82%